Wetenschappers van de Technische Hogeschool van Leipzig hebben gekeken naar de potentiele impact van het massaal inzetten van verticale west-oost georiënteerde PV-systemen op de Duitse energiemarkt. Zij ontdekten dat dergelijke installaties een positief effect kunnen hebben op het stabilizeren van het elektriciteitsgrid van het land, terwijl ze tegelijkertijd een betere integratie aangaan met agrarische activiteiten dan conventionele op de grond gemonteerde pv-installaties, zo bericht pv-magazine.

De onderzoekers gebruikten het door de door de Universiteit van Aalborg ontworpen EnergyPLAN model, wat doorgaans gebruikt wordt om de operatie van nationale energiesystemen op uurbasis te simuleren, inclusief de sectoren elektriciteit, verwarming, koeling, industrie en transport. Dit model help voorspellen hoe de Duitse energiemarkt eruit kan zien tegen 2030 wanneer er meer verticale PV geïnstalleerd is.

“Slechts twee parameters worden systematisch gevarieerd: ten eerste, het aandeel van het geïnstalleerde vermogen van de verschillende PV-varianten", vertelden de academici, opmerkend dat zij geen solar trackers in ogenschouw namen. “Ten tweede worden twee scenario’s overwogen, waarin al dan niet een grootschalige elektriciteitsopslag is geïntegreerd.”

Voor conventionele op de grond gemonteerde systemen hielden de wetenschappers rekening met een hellingshoek van 20 graden en een gemiddelde geschatte energieopbrengst van 1.020 Wh/W. Voor de bifaciale verticale west-oost georiënteerde systemen gingen ze uit van een bifacialiteitsfactor van 90 procent en een jaarlijkse energieopbrengst van 999Wh/W, terwijl voor verticale systemen met een noord-zuid oriëntatie de jaarlijkse energieopbrengst werd aangegeven op 926Wh/W.

"In ons model neemt de elektriciteitsvraag voor 2030 toe tot 1.214 TWh/a en hangt deze voornamelijk af van de aannames voor energiebesparing en brandstofomschakeling", zeiden ze. “De grootste onzekerheden zitten in de warmtevoorziening voor gebouwen en industrie.”

Ze hielden ook rekening met de hogere kosten van tweezijdige panelen en met het feit dat het installeerbare vermogen per verticale installatie lager is als gevolg van schaduweffecten, aangezien de rijafstand van de modules gewoonlijk varieert van 8 meter tot 12 meter, wat op zijn beurt de bedradingskosten vergroot.

"De bijkomende kosten voor de grond zelf moeten worden gedeeld met de grond die behouden is voor agrarisch gebruik of als gezien worden als investering ter bevordering van de biodiversiteit", aldus de wetenschappers.

Men ontdekte dat verticale PV-systemen de opbrengst van zonne-energie kunnen verschuiven naar uren met een hogere vraag naar elektriciteit en meer elektriciteit in de wintermaanden, waardoor de solar curtailment wordt verminderd.

“Als elektriciteitsopslag van 1TW laad- en ontlaadvermogen en 1 TWh capaciteit wordt geïntegreerd in het energiesysteemmodel, wordt het effect gereduceerd tot CO2-besparingen tot 2,1 Mt/a met 70 procent verticaal oost-west en 30 procent hellend op het zuiden modules”, redeneerden de onderzoekers. "Ten slotte, hoewel het voor sommigen misschien onrealistisch lijkt om een percentage van 70 procent verticale energiecentrales te bereiken, moet men bedenken dat zelfs een lager percentage een gunstig effect heeft."

De bevindingen zijn beschreven in Integration of vertical solar power plants into a future German energy system, gepubliceerd in Smart Energy. "De bedoeling van dit artikel is geenszins de suggestie dat alle PV-systemen voor nutsvoorzieningen in de toekomst verticaal worden gemonteerd", concludeerden ze. “Eerder dat op deze manier een nieuwe kans wordt uitgelicht. Verticale PV-systemen kunnen het totale energiesysteem ondersteunen.”